用于将C2-C5烃转化为汽油和柴油燃料混合料的方法

摘要

一种将C2‑5烷烃转化为更高价值C5‑24烃燃料和混合料的方法。不使用脱氢催化剂和不使用蒸汽下，C2‑5烷烃通过热烯化转化为烯烃。将产物烯烃进料至含有沸石催化剂的低聚反应器中，以使烯烃裂化、低聚和环化成燃料产物，然后将其回收。任选地，在低聚之前从产物烯烃流中去除氢气和甲烷。进一步任选地，在低聚之前从产物烯烃流中去除C2‑5烷烃。

说明书

技术领域

本发明的领域是由富含C2-C5烷烃的轻质烃进料流低成本地生产性能等级汽油和馏出物燃料产物。该领域更特别地涉及将C2-C5烷烃转化为烯烃，和随后将烯烃裂化、低聚和/或环化，以形成燃料制剂和混合料(blendstock)的热烯化反应。本发明的特定应用是从容易可获得的、较低价值烃流定制衍生性能等级燃料和燃料混合料。

背景技术

虽然美国对汽油的总需求是稳定的或处于小的下降水平，但是对优质汽油混合料的需求不断增加，以满足新的、更有效的、更高压缩的火花点火发动机的需要。还存在对用于压缩点火柴油发动机和燃气涡轮发动机中的具有高十六烷值和有效的低温流动性性质的高性能、超低硫的柴油燃料混合料的日益增长的需求。当尽管过剩的轻质烃可以从中游、精炼和石油化学设施获得用于转化为燃料等级产物，但过剩的轻质烃陷于某些市场没有供应链选择的困境时，存在这些需求。

根据美国能源信息管理局(EIA)，全国中游工业中的天然气和天然气液体来源是丰富的。参见，例如，表1。注意到，NGL体积的这种描述可能未充分报告与甲烷一起出售的被排斥的乙烷。任何天然气从天然气液体的分离，例如通过脱甲烷化，留下轻质烃化合物(典型地C2-C5+天然气液体(NGL))的富含烷烃的混合物。这些可以经历进一步的分离，例如气体和液体的脱乙烷化、脱丙烷化、脱丁烷化。本发明特别地以NGL(优选没有乙烷排斥的NGL)的任何富含C2-C5烷烃的来源或包含这样的轻质烃的类似工业气体为目标，以将富含烷烃的进料流转化为高价值燃料产物，从而避免对这样的C2、C3、C4分离的需要。

表1

石油化学工业(乙烷和丙烷的主要消费者)使用极其复杂、高精度且资本密集的方法来分离和纯化化学级化合物，例如乙烯和丙烯。例如，丙烷转化为丙烯或乙烷转化为乙烯需要低温分离(-100℃)，然后超纯、干燥、无污染的加氢处理，以消除非常接近沸腾的分子(例如丁二烯、丙炔、乙炔)，这些分子可能对化学处理具有高度反应性和/或使聚合催化剂中毒。这些对于本发明的方法都不是问题。

发明内容

本发明包含热和化学反应的方法，其提供了包含乙烷、丙烷、丁烷或戊烷或其任何混合物的富含烷烃的C2-C5烃进料流到性能等级汽油和馏出物燃料产物的高转化。所述方法包括通过称为“热烯化”的低成本、非催化、烷烃脱氢反应将某些烷烃进料转化为烯烃的专门的、非催化方法。所述方法将该烯化方法与使用沸石催化剂将烯烃裂化、低聚和/或环化成燃料等级产物的反应组合。在实施方案中，所述方法包括可用于富含烯烃的进料流的转化的变化。

所述方法可以以适当的顺序布置，其中热和催化反应器并联或串联操作，并利用基于原料特性、操作条件和期望的产物的再循环方法。

所述热和催化反应器利用创新的低成本方法，以通过专门的再生技术使碳累积最小化。

可以通过操作条件和催化剂选择而特别地将由所述方法生产的液体燃料产物作为目标，以产生任何期望范围的C

所述方法还适应任何富含烯烃的C2-C5轻质烃进料流，其包含乙烯、丙烯、丁烯或戊烯或其任何混合物，其使用相同的热和催化方法和反应(尽管如本发明所述重新排序)可转化为燃料混合料。

从下面的描述中，其它目的和优点将显而易见。

附图说明

图1是显示本发明的转化方法和系统的方法流程和系统组件的示意图。

图2是显示根据图1的方法处理戊烷的产率相对转化率的图。

图3是LG2F方法的实施方案的更详细的流程图。

图4是图3流程图的简化版本，其被修改为在R1和R2反应器之间包括分离单元。

图5a是显示脂族化合物的产物分布的选择性作为空速的函数的图。

图5b是显示脂族化合物的产物分布的选择性作为温度的函数图。

图6a是显示芳族化合物的产物分布的选择性作为空速的函数的图。

图6b是显示芳族化合物的产物分布的选择性作为温度的函数的图。

图7是显示平均喷气A燃料的烃的质量百分比的图。

图8是柴油燃料的典型的碳分布中的质量百分比的图。

图9是包括串联低聚反应器的LG2F方法的替代实施方案的流程图。

图10是包括与I2FE方法组合的LG2F方法的替代实施方案的流程图。

图11是包括将直接烯烃进料至R2低聚反应器的LG2F方法的替代实施方案的流程图。

图12是显示根据图11的流程图的丙烯的单程产率的图。

图13是显示从通过本文的方法生产的汽油混合料中最佳的苯消除的流程图。

图14是显示单反应器和双反应器的典型的构造元件的图。

图15是根据本公开的脱蜡方法流程的图。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解的目的，现在将参考本文说明的实施方案，并使用特定的语言来描述这些实施方案。然而，应当理解，没有因此意图对本发明范围进行限制。在所述实施方案中的任何改变和进一步修改，以及本文所述的本发明原理的任何进一步应用，都预期是本发明所涉及领域的技术人员通常会想到的。详细显示了本发明的实施方案，但是对于相关领域的技术人员来说，显而易见的是，为了清楚起见，可能不显示与本发明不相关的一些特征。除非另有说明，否则本文所用的所有百分比均为重量百分比。

本公开的一个方面，在本文中通常称为轻质烃气体到燃料的方法，或“LG2F方法”，将包含2-5个碳的烃或C

本发明利用生产一系列脱氢和裂化反应的热烯化反应器来升级任何来源的富含轻质烃气相烷烃的化合物(即，＞90%烷烃)，以生产富含烯烃的轻质气体流出物流。然后通过在温度和压力受控的催化反应器中使用沸石催化剂，将富含低沸点烯烃的气体化合物转化以生产一系列较长的烷烃和/或烯烃和/或芳族化合物。富含轻质烷烃的气体的该转化导致独特的、更高价值的液体流，包括用作汽油混合料的目标高辛烷值化合物或用作柴油混合料的更长链的高十六烷值化合物。

LG2F方法极其有效，并且不使用复杂的多阶段蒸馏或分馏塔、多阶段低温分离或加氢处理(用于基础石油化学工业中的化学纯化)，同时以至多60%的较少资本投入生产具有理想地用于运输燃料的目标性能特性的C

所述方法采用热烯化技术以避免传统的催化脱氢和/或使用蒸汽裂化，同时利用轻质气体再循环系统以使目标高性能燃料产物的成品产率最大化。

LG2F反应器系统可以利用独特的两步骤反应器再生和清洁方法，以消除对蒸汽裂化、锅炉和水分离方法的需要。自动化的在线再生方法允许反应器的可操作性延长高达3-10年，同时热活化和催化剂活性水平保持在高水平。

LG2F方法还可以将脱甲烷化的气体流和工业富含烷烃的废气化合物转化为液体燃料，并从而使归因于低价值废气化合物的生产损失最小化。由于市场/位置不平衡，化合物(如甲烷相对于NGL或甚至各种等级的汽油或柴油)可能具有变化的经济价值，允许位置套利在评价进料来源的最佳配置、操作条件和影响目标产物和副产物组合的市场动力学中引入另外的因素。定制本发明的轻质烃进料流(例如，富含烷烃、富含烯烃)的可获得性和热烯化和催化方法的适当排序，以产生高辛烷值汽油混合料或高十六烷值柴油燃料混合料，以满足特定的基于市场、基于性能的和监管驱动的燃料规格要求。

概述

本公开基于将轻质链烷烃转化为性能等级燃料组分的独特且有效的方法。选择的富含烷烃的进料在第一反应器中经历热烯化反应，将轻质链烷烃化合物转化为烯烃。然后在第二反应器中将来自热烯化反应的烯烃催化转化为燃料等级混合料。特定的热烯化和催化转化反应的该组合在本文中称为LG2F方法。该方法将轻质烃气体转化为高等级运输燃料，所述高等级运输燃料跨越具有目标燃料组成和性能特性的选择范围的烃化合物。

工业需要

由于C2-C5轻质烃和页岩气生产在全球规模上增加，存在轻质烃的过剩供应和增长的市场错位，其中到石油化学市场(例如乙烷裂化器)的途径有限。因此，对将这样的较低价值轻质烃转化和升级为更高价值的C6-C24+燃料范围组分作为利用现有燃料供应链的性能现成的可消耗燃料产物的兴趣日益增长。这要求生产燃料组分以匹配汽油和柴油燃料的关键性能规格，使得它们可以共混到现有的供应链途径中。

解决方案

LG2F方法提供生产能够满足工业设定的燃料性能标准的汽油和中间馏出物范围中的任何数量的烃燃料或燃料混合料的技术。这允许通过本发明生产的燃料与现有供应链中的燃料是均质的，并且可用于立即共混或具有一些增加的商业价值的其它精品共混物。

在图1中示例基本的LG2F方法。将富含C2-5轻质气体烷烃的进料流引导至热烯化反应器(R1)，其中将C2-5烷烃转化为烯烃。在第二催化转化反应器(R2)中发生裂化、低聚和/或芳族环化。在完成催化过程后，将所得烃流冷却并部分冷凝，并且闪蒸，用于燃料等级混合料产物的液体回收。将来自催化反应器的冷却的轻质气体中的氢气和甲烷与C2+气体分离(或将其从C2+气体中清除)，其可以再循环到热烯化反应器中。

回收燃料等级烃，优选用于汽油的C

C2-5烷烃进料流

热烯化反应器接收和处理包括2-5个碳原子的烷烃，即，乙烷、丙烷、丁烷和/或戊烷。如本文所用，术语“C2-5烷烃”用于指特别具有2-5个碳原子的烷烃。术语“进料流”是指不包括任何再循环组分的反应器进料。术语“C

LG2F方法特别使用“富含烷烃”的C2-5烷烃进料流，这意味着至少90%的进料流包含C2-5烷烃。在另一方面，富含烷烃的C2-5烷烃进料流包括至少95%，且优选至少98%的C2-5烷烃。

在特定实施方案中，C2-5烷烃组分是所有C2-5烷烃的特定子集。例如，某些实施方案利用构成单一C2-5烷烃(即乙烷、丙烷、丁烷或戊烷中的任一种)的C2-5烷烃进料流。在特定方面，LG2F方法使用乙烷作为C2-5烷烃进料流。在其它实施方案中，C2-5烷烃进料流含有至少90%，优选至少95%，且更优选至少98%的乙烷。在替代实施方案中，C2-5烷烃进料流包含80-100%的乙烷和0-20%的丙烷。乙烷和丙烷是较便宜的烷烃，并因此在将它们升级以用于燃料方面存在更大的价值。在另一方面，C2-5烷烃进料流包含至少90%的乙烷、丙烷和丁烷的混合物。

其它进料流成分

C2-5烷烃进料流含有至少90重量%的C2-5烷烃。因此，在某些实施方案中，进料流包括其它成分。这些其它成分可以例如包括其它烃、污染物和惰性材料。

所述另外的组分可以包括其它烃。甲烷可以存在于进料流中，特别是取决于来源。甲烷优选保持在低量(优选小于5-10%)，因为它在LG2F方法中是非反应性的，因此是非生产性的。通过再循环甲烷的受控累积对于分别分散在R1和R2反应器中消耗的和产生的热量可能具有生产性。在实施方案中，甲烷气体可以用作稀释剂以维持R1热烯化反应器(吸热反应)的热量。在相关的实施方案中，甲烷气体可以用作稀释剂以分散在R2低聚反应器(放热反应)中的热量。在另一个实施方案中，在热烯化反应之前，可以使用膜或其它(非蒸馏)气体分离单元，以从用于较高纯度C2-C5进料流的进料流中去除非生产性量的甲烷。高级烷烃可以存在并且可以在LG2F方法中热裂化，但是它们也可以用作汽油成分，并因此在烷烃进料流中包括它们的价值有限。因此，在类似的实施方案中，存在一种选择，在热烯化反应之前，在液体/蒸气闪蒸罐中从C2-C5进料流中捕获C6+液体，以使这些化合物的裂化最小化。避免具有较少量的烯烃和炔烃的轻质烃进料流，因为它们对产率(制备苯和甲烷)是破坏性的，并且它们倾向于使R1反应器焦化。注意，存在LG2F替代物，经由使用R2反应处理具有较大量的烯烃的进料流。因此，烯烃和炔烃优选占C2-5烷烃进料流的小于5%，且更优选小于2%。

实际上，C2-5烷烃的一些油田来源可能含有污染物。在该设置中，污染物可以是不利地影响LG2F方法或其系统组件的任何组分。例如，污染物可以包括氨、硫化氢、氮、硫和/或水。一些来源流不进行洗涤以减少这样的污染物。这些污染物可能使后面使用的催化剂中毒或引起下游(例如精炼或石油化学)处理单元加速腐蚀。

优选预先通过常规预处理去除显著浓度的这些污染物。C2-5烷烃进料流优选含有小于1%，且更优选小于0.5%的污染物。然而，当使用清洁的轻质气体原料(例如来自重整物的裂化气)时，预处理不是必需的，因为这些轻质烃流在上游处理并且含有超低量的污染物。

惰性组分(例如，氮、氩、氦)根据定义在LG2F方法中是非反应性的。然而，仍然优选在从LG2F方法清除(例如经由膜)之前保持有限量的惰性组分。因此，C2-5烷烃进料流(排除甲烷)优选含有小于1%，且更优选小于0.5%的惰性材料。

给定的富含C2-5烷烃的烃来源可以如获得的那样处理，或者它可以与其它可获得的轻质气体流组合以转化为目标汽油或柴油范围运输燃料混合料。来自2个或更多个来源的共混流，或用一种或多种增加的组分增加来源流，是引导终产物的组成的一种方式。

实例C2-5烷烃来源

存在许多不同来源的C

这样的流是轻质气体化合物，通常含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷或其任意混合物。戊烷和丁烷/戊烷混合物在环境温度和压力下也可以是液体形式。一些来源可以是实际上一种化合物(例如丙烷)的分离的流。可以将合适的C2-5烷烃气体流的任何组合合并在一起以利用该转化LG2F方法。

LG2F方法因此提供可用工厂流出物的增强的利用率。例如，通过LG2F方法，具有3%-14%之间的烃气体的裂化的长链链烷烃副产物从低价值工业燃料用途升级到更高价值汽油混合料。来自催化重整器的输出的类似的气体成分(主要是C

热烯化

在一个实施方案中，使用包含≥90%烷烃的富含烷烃的进料流，液体燃料的生产以通过脱氢步骤将烷烃大部分转化为烯烃开始。LG2F方法使用热烯化反应用于该目的。

热烯化利用吸热反应，该吸热反应例如在以恒定供热操作的等温反应器中适当地发生。热烯化反应器将C2-5烷烃转化为具有2个或更多个碳的烯烃(“C

C

C

C

C

作为另一个实例，乙烷可以裂化成乙烯，而少量甲烷和氢气作为轻质气体副产物。

因此，热烯化反应的结果大部分取决于富含烷烃的C2-5烷烃进料流的组成。中间产物是包含C2-C5烯烃的混合物，以及较少量的C1-5烷烃和氢气作为副产物。选择转化率以使汽油或柴油燃料产率最大化。

如本文所用，术语“热烯化”是指关于可控变量(包括进料流组成、温度、压力和空速)，烷烃到烯烃的转化。如本文所用，热烯化不包含使用催化或蒸汽裂化。不存在任何脱氢催化剂避免管理这样的脱氢催化剂的高成本和边际价值。不存在蒸汽消除对水、蒸汽和分馏塔的处理负担。此外，已知水妨碍沸石催化剂在后续催化方法中的下游使用。因此，本发明使用低成本、非催化脱氢技术，以富含烷烃的进料流为目标。

在图2中显示示例性的C

LG2F方法利用配置为使C2-5烷烃脱氢以形成烯烃的热烯化反应器，而不需要任何催化剂。热烯化反应器可以是常规设计，包括简单如管状室。为了使碳累积最小化，可以通过电镀(例如，化学或电镀)在整个反应器的内表面区域上制作保护层，以生产被氧化为氧化铝的铝的表面层。在不存在高温蒸汽的情况下，氧化铝具有已知的耐化学性和高达1700℃的耐热性质，并且将从而通过防止化学物质接近铁表面原子来抑制碳沉积到内管表面上。该专门的铝/氧化铝涂层因此通过减少焦化积累而增加方法的寿命周期。

烯化操作条件

热烯化反应在高温下进行，不使用催化剂或蒸汽。热烯化反应器优选在600℃以上的温度、0-1500 psig的内部压力和30-1000 hr

表2-热烯化反应

热烯化反应每程有效地将至少20%，优选至少25%的C2-5烷烃转化为烯烃。在一些实施方案中，转化率在25%-65%转化率/程范围内。此外，将未转化的C2-5烷烃优选再循环到热烯化反应器。总体上，C2-5烷烃从初始烷烃进料流到烃燃料的转化率优选为至少65%，更优选至少80%，且最优选至少95%。

反应器再生-R1

LG2F热烯化系统可以包括集成的反应器再生和清洁顺序(RRC)。一个或多个热烯化反应器的可操作性取决于反应器寿命周期和由反应器壁上的碳累积可能发生的热阻所得的量。执行该RRC顺序以减少或消除碳累积(焦化)。在高温下操作的一个或多个反应器的再生和清洁包括独特的一系列步骤，在这些步骤期间，暂停轻质烃进料流流动，以恢复一个或多个反应器的活性水平。提供两种再生和清洁热烯化反应器的方法，其可以与单个反应器一起使用，或者与并联和/或串联操作的多个单元一起使用。

反应器再生有意地避免有害量的高温蒸汽影响热烯化反应器的可能性，并防止水污染物通向一个或多个下游催化低聚反应器。这是为了防止一个或多个低聚反应器中使用的下游沸石基催化剂的永久催化失活。产生的水的去除(通过低温氢/碳反应)避免对低聚反应中下游使用的沸石催化剂的有害影响(通过活性位点还原和脱铝)。

传统上，烷烃脱氢反应器已经使用催化或蒸汽裂化方法。使用蒸汽或蒸汽/空气方法来减少或消除焦化。然而，这样的方法需要大量资本投入来管理水、蒸汽锅炉和水分离技术。在LG2F方法中，在不使用蒸汽或蒸汽/空气混合物的情况下进行再生，使得整个LG2F系统寿命长且成本有效。不存在加入的水(例如，通过蒸汽)增强LG2F系统的操作。

A. 低温氢和高温碳

进行热烯化反应器再生的一个反应器再生顺序需要两个步骤。该顺序特别设计成(1)使氢与氧安全地反应以形成水，和(2)然后在进行高温碳/氧反应以清洁反应器之前允许从系统中去除水。

步骤1：低温氢去除

再生顺序中的第一步通过使低浓度的氧(例如在空气中)流过热烯化反应器而开始。氧含量优选不多于21% v/v，且更优选不多于10% v/v，且甚至更优选不多于5% v/v。稀释剂气体(例如氮气或氩气)用于降低水生产阶段的可燃氧的浓度。在该燃尽进料流中降低的氧浓度允许更小温度的火焰前缘。

在热烯化反应器中加热该含氧进料气体，直到在反应器中观察到火焰前缘。这种火焰前缘严格地是由于在比燃烧碳的温度更低的温度下将氢燃烧成水。火焰前缘保持直到不存在氢，然后氢燃尽过程完成。所产成的水作为液体收集在冷凝室中，同时允许其它未燃烧的和燃烧的气体经由再循环回路进料回到LG2F系统中。

步骤2：在不存在氢时的高温碳去除

第二步是一旦水已经从系统中适当地清除，执行碳燃烧清洁顺序。当含氧气态流仍通过R1反应器系统时，温度从其初始水去除步骤升高至观察到第二火焰前缘所在的温度。当第一燃尽顺序燃烧优选至少90%的氢气，更优选至少95%，且甚至更优选至少99%的氢气时，该第二火焰前缘大部分不含水。因此，由第二碳燃烧顺序得到的唯一燃烧产物主要是由于二氧化碳的生产，很少或没有一氧化碳。该火焰前缘通过R1反应器，直到不再观察到火焰前缘。一旦不再生产火焰前缘，热烯化单元的反应室就充分地避免焦化。

该两步顺序可以在任何碳累积水平下进行，但优选不多于单元寿命周期的50%，更优选不多于单元寿命周期的30%，且最优选不多于单元寿命周期的20%。该2步顺序可以在与其它热烯化反应器并联操作的单个反应器上原位进行，与烃流离线，以确保连续的LG2F方法。在另一个实施方案中，并联使用具有不同燃尽时间轮转的相同类型的复制反应器，因此至少一个单元可以连续在线。该程序可以完全自动化，以允许再生顺序的开始和停止以及烃进料流的恢复，以继续热烯化反应。

B. 压缩空气

反应器再生方法的第二种选择包括在大量焦化形成发生之前停止烃进料，然后在低于典型的单元操作温度0-50℃下将压缩空气引入反应器区域。再生进行短的持续时间，这可能受到放热影响的限制。该再生循环优选设计成通过使用将碳累积保持在低水平的频繁再生循环来限制放热。几分钟内，清除碳累积。该方法从而放出CO

虽然可以使用任何再生循环，但是更高频率的再生循环(例如，每1-15天15分钟)允许燃烧的产物中的水分压最小，因为碳和氢变成限制性反应物，而不是氧。通常，再生的频率取决于影响焦化形成的水平和/或速率的进料流质量。

C2-5烯烃催化处理

热烯化得到产物流，将该产物流通向催化反应器，在其中将烯烃转化为宽范围的燃料等级烃。该转化包括化学反应，包括裂化、低聚和/或芳族环化，并转化烯烃而不影响进料流中较轻(C

如本文所用，术语“烯烃进料流”是指包含C2-5烯烃的进料流。烯烃进料流可以包含全部或部分的热烯化反应器的产物流。例如，在将流通向催化反应器之前，可以分离存在于烯化产物中的甲烷和氢气。类似地，可以分离出存在于产物流中的C2-5烷烃，特别是乙烷和丙烷，并再循环到热烯化反应器（与C2-5烷烃进料流组合，或单独使用）。由热烯化反应器的产物流衍生的烯烃进料流将含有C2-5烯烃。

在一个方面，将C2-5烯烃进料流输入催化反应器。如本文所用，术语“催化反应器”用于指使用催化剂并在一定条件下操作以引起进料烯烃的裂化、低聚和在许多条件下环化以形成高级烃的反应器，所述高级烃即高级适合于气体或柴油混合料的芳族化合物、碳烷烃和烯烃。

应当理解，这些反应可以以各种组合和顺序发生，其中一些分子经历若干这样的反应。因此，导致终产物的反应可以作用于进料中的烯烃，或者可以在烯烃已经经历一个或多个反应之后作用于烯烃。因此，预期并且应当理解，提及进料烯烃的反应通常是指最初作为C2-5烯烃进料至催化反应器的任何分子的反应。

催化反应器使用沸石催化剂，并在200℃以上、0-1500 psig和重时空速(WHSV)在0.5-10之间(优选约1)下操作。该反应器生产多次重复、随机顺序的化学反应，以裂化、低聚和在许多条件下环化包含烯烃和烯烃衍生的化合物的宽范围的烃。催化方法可以引起生产任何范围的燃料等级产物，包括例如C

催化反应器(R2)中的化学反应包含不同分子形成的多次重复、构建、降解和（有时的）环化，产生可以选择性地定制任何特定碳范围的产物的烃的组合。终产物可以例如基于C2-5烷烃进料流的组成、再循环回路的配置和整个LG2F方法的各种其它操作条件而受到影响。例如，操作条件(例如T、P、WHSV)根据期望的产物(汽油等级或中间馏出物等级燃料混合料)而变化。

催化剂

本文公开的催化反应利用高效的裂化、低聚和在许多条件下环化烯烃的催化剂。LG2F方法中使用的催化剂通常含有强酸性沸石，具有高表面积支撑物，例如氧化铝。另外，在某些专门的实施方案中，可以存在使裂化的烯烃饱和而不使芳族化合物饱和的弱活性金属，例如钼。通过比较，传统的催化石脑油重整技术使用在氯化物氧化铝(chloridealumina)上含有铂(Pt)的催化剂，通常用锡(Sn)或铼(Re)促进，分别用于更好的产率和稳定性。这些重整催化剂在组成上与LG2F催化剂非常不同。

LG2F方法使用这样的催化剂，其功能是大量裂化、低聚和在一些条件下环化进料流中的烯烃，而不显著影响进料流中的其它有价值的组分。如果催化剂以单程产率将至少65%，优选至少80%，且更优选至少95%的烯烃转化为燃料等级化合物，则该催化剂功能是使烯烃大量裂化、低聚和/或环化。

在一个实施方案中，使用沸石催化剂进行催化反应。沸石中的酸性位点比其它组分更快地催化裂化反应。反应可以在有和没有金属浸渍的情况两者下进行。金属允许氢加至烯烃化合物，其可以在R2反应器的后半部分中或在完全独立的加氢步骤中策略性地实施以饱和烯烃。这可以与内部产生的或补充的氢一起起作用。

在一个方面，所述方法使用孔径为2-8埃的沸石催化剂。催化剂的示例性表面积为400-800 m

在实施方案中，催化剂是沸石ZSM-5、沸石β或丝光沸石。这些催化剂的浸渍都使用不同浓度的相同金属用于活化。三氧化钼用于用钼浸渍沸石催化剂。这产生酸和金属的双功能催化剂。沸石的特征在于以下方式：孔径通常为3-8埃；孔结构是多种类型的；和是化学结构Si、Al和O的组合。所有都具有铵阳离子(除了一种形式的丝光沸石)直到浸渍，并且都具有10-300的Si/Al摩尔比。

沸石β具有以下性质：孔径为2-7埃，SiO2与Al2O3摩尔比(Si/Al)在20-50范围内，多晶型A和B结构共生，和表面积在600-800 m

丝光沸石具有以下性质：孔径为2-8埃，钠、铵名义阳离子形式，Si/Al比为10-30，并且表面积在400-600 m

在特定实施方案中，催化剂是沸石ZSM-5。ZSM-5具有以下性质：孔径为4-6埃，五硅环沸石几何形状形成10环孔配置，Si/Al比为20-560，并且表面积在400-500 m

沸石催化剂实例

专有的酸基(ZSM-5沸石)催化剂特别以富含C

反应器再生-R2

催化反应器的可操作性取决于反应器和催化剂寿命周期，以及由催化剂或反应器壁上的碳累积可能发生的失活或热阻的所得量。在高温下操作的任何这样的反应器或催化剂的再生和清洁涉及独特的一系列步骤以恢复活性水平并防止下游沸石基催化反应器的永久催化失活。已经确定，本文中先前描述的再生方法也可以与催化反应器一起使用，并且再生的时机可以在类似的基础上确定。

可以定制本文概述的两种再生方法以在任何合适的反应器中操作，尤其是在任何烷烃脱氢反应器或沸石基低聚反应器中操作。这些方法有益地消除了对蒸汽基再生方法的需要，以成本有效的方式消除过量的碳累积，并且恢复方法活化水平。

LG2F系统

参考图3，显示用于LG2F方法的方法流程。原料流(1)主要包含富含C

将预热的流(4)进料至通常在600-1100℃和0-1500 psig下操作的热烯化炉(R-1)。热烯化反应器(R-1)进行吸热反应，以通过碳裂化和脱氢生产烯烃化合物。来自反应的过量的热用作EX-2的热流(5)。对于第二反应阶段(R-2)，离开EX-2的热流(6)可能需要另外的冷却。EX-3是取决于加热要求的用于系统的任选的基于空气-水或制冷剂的冷却单元。本文中有用的是进行适当的热传递步骤以确保适当的设定点R-2入口条件。可以在流(6)和(7)与流(9)和(10)之间实施旁路，以代替EX-3和EX-4的冷却效用，用于柴油与汽油生产之间的动态可操作性。在流(7)中的R-2反应器之前可以并入任选的分离步骤以捕获夹带的液滴并去除进入R-2的所有C6+化合物，参见图4。

R-2是催化反应器，通常在200-1000℃和0-1500 psig下操作，其在多次重复反应中裂化、低聚和在一些条件下环化烯烃化合物，以生产主要跨C

热出口(9)可以支持任选的冷却用于在闪蒸罐D-1中适当闪蒸。为此，EX-4可以不是必需的，但它可以是空气冷却器、水冷却器等以进行适当的热交换。闪蒸罐进料(10)保持在系统的压力下，并用于从混合的产物流中清除目标轻质组分。D-1的主要功能是控制系统的压力。轻质组分(11，14)主要由H2和C1-C3化合物组成，其可以从系统中清除(14)或通过在压缩机C-1之前与闪蒸罐(D-2)轻质物流(16)合并而直接再循环(11)回到系统中。

D-1轻质流将具有H2和C1组分，其对于系统是非反应性的，并且如果没有适当去除将引起在再循环中累积。H2和C1可以用其它轻质组分清除(14)以稳定再循环系统，或者可以利用分离器(如膜)选择性去除H2和C1。将来自D-1的液体塔底产物(15)进料至D-2，其设定在较低压力下以从液体流(15)中去除大部分C3和C4化合物。将来自D-2的轻质物(16)与来自D-1的轻质物(11)合并，以形成流(12)，将其在C-1中压缩并再循环用于进一步的反应。来自D-2的可再循环的轻质烃(16) (如果以汽油为目标，则通常为C

再循环

在R2催化反应后，可以将离开闪蒸罐冷凝单元的富含烷烃的轻质气体再循环流引导回到C

每个再循环回路是连续的，以允许从LG2F方法产生的C

参考图4，显示根据本发明的LG2F系统的简化的示意图。该系统通常与在图3中所示的相同，除了在反应器R1和R2之间提供“分离”。如前所述，分离单元操作以去除进入R2的夹带的液体和C6+化合物。

例如，来自处理80%的C2 (乙烷)和20%的C5 (戊烷)的进料的完全再循环的热和化学反应以如在下表3a中所示的物料平衡描述。该方法遵循图4中的步骤。

所得C

表3a-由C2和C5原料生产汽油混合料

在表3b中显示的类似的实例描述了100%的C2 (乙烷)，具有84质量%转化为C5+汽油(对于标准RVP)，具有25% (21/84质量%作为芳族化合物)。这证明所有C2-5进料流的宽范围的典型分子结果。基于反应器的独特的操作条件，C

表3b-由C2 (乙烷)原料生产优质汽油混合料

该说明还描述了如何使用特定操作条件来控制所得化合物的构成。反应器2的温度为250℃，这导致25% m/m的芳族化合物含量。芳族化合物含量是可变的并且可以用于提高汽油混合料的辛烷值。过剩的C6+芳族化合物可以作为副产物从分离中捕获用于石油化学处理。将反应器2的温度从250℃升高到400℃使汽油混合料中期望的芳族化合物的含量加倍，并从而提高所得辛烷值。轻质物清除(通过闪蒸罐和膜分离)允许甲烷和氢气副产物在其它下游方法中再利用。表3c类似于C6+化合物(＞98 RON，具有低RVP)汽油，由100%的乙烷得到的总产率为79%；芳族化合物为总产率的35% (28/79)。该方法遵循图4中的步骤。

表3c-由C2 (乙烷)原料生产汽油

低聚反应有效地转化从热烯化反应器接收的显著量的烯烃。采用R1和R2方法，采用再循环，所接收的烯烃的转化率优选为至少60%，更优选至少80%，且最优选至少90%。至少高达95%的转化率也是可能的。

产物选择性

LG2F方法使用进料组合物、热烯化反应和低聚操作条件(T、P、WHSV)来建立工业燃料规格中所述的各种燃料性能标准的可预测的结果。以下概述如何实现该技术。同样，参见图5和图6。

在一个方面，所述方法配置成生产期望的宽范围的燃料产物。燃料产物通常在C5-24+范围的烃燃料或燃料混合料中。燃料产物的范围部分取决于C2-C5烷烃进料流，并且基于LG2F方法的操作来控制。在一种方法中，燃料产物以如下方式确定。首先，关于期望的燃料目标分析可获得的进料流。然后考虑进料流的性质和LG2F方法的典型的操作条件建立基线。例如，可以建立给定的进料流(例如100%的乙烷)将在温度、压力、空速和再循环的某些条件下使用所述方法的操作生产可预测的燃料产物的阵列。

可以进一步确定，这些条件的变化将使产物混合物在一个方向或另一个方向上移动。例如，提高低聚反应器R2 (或R2L)中的温度将增加烃的裂化和较轻的芳族化合物的生产，导致目标燃料的较低的最终沸点。在R2L中使用的较高压力将增加所生产的中间馏出物化合物的链长，也影响柴油燃料的最终沸点。较高的空速导致较高的放热温度，这生产较轻的化合物(如在图5a和图6a中所描述的)。在固定空速和压力下的较高的反应器温度反映了生产较轻的化合物的类似的趋势(如在图5b和图6b中所描述的)。采用这种方式，可以鉴定基线反应器操作条件，然后从那里调节以生产不同的产物混合物。

沸腾上限

低聚反应的温度用于规定燃料产物的切割点，其决定燃料的最终沸点的极限。例如，燃料规格可以要求340℃或225℃或180℃的最终沸点，并且可以设定反应器条件以将沸腾上限条件限制到特定温度。

表4

沸腾下限

使用具有预设液体-蒸气温度极限的单阶段闪蒸罐可以建立限制液体燃料的任何下限，不以低温或复杂的多阶段分馏塔为代价。对于优选的液体/蒸气切割，闪蒸罐温度设定在预定的点，例如对于C4丁烷(高RVP)。通过使用2阶段罐可以增强精度水平。

表5

苯分离

已知热烯化反应引起一些苯的生产，这在燃料中具有控制限制。因此，LG2F方法利用设定在75℃的液体-蒸气分离闪蒸罐来捕获离开热烯化的任何轻质芳族化合物。由于C2-C5烃通常裂化为C5和更小的化合物，对此的主要例外是生产液体C6H6芳族化合物(虽然在选择市场中有价值)，其然后可以从最终燃料中大部分消除。该化合物可以作为BTX销售或与烯烃反应以制备C7+烷基-芳族化合物以增加汽油的辛烷值。

汽油中的芳族化合物含量

低聚反应的温度用于预先确定直接影响芳族化合物生产的活化水平。因此，较高的辛烷值汽油制剂有利于至多50%的C7-C10芳族化合物含量。

这导致以下操作条件：

表6

馏出物中芳族化合物的含量

低聚反应的温度用于预先确定直接影响芳族化合物生产的活化水平。因此，较高的十六烷值制剂有利于小于25%的较低的芳族化合物含量。柴油燃料的芳族化合物含量局限于不超过35%，并且C16+芳族化合物的存在可能妨碍十六烷值性能。因此柴油燃料范围通常以C9-C16范围化合物为目标，且芳族化合物含量局限于＜35%，导致以下操作条件：

表7

使用乙烯在320℃、大气压(0 psig)和0.75 WHSV下以基线操作测量汽油性能。在大气压(0 psig)下，在温度284℃、293℃、318℃和343℃下，进行使用脂族化合物和芳族化合物的空速图。所有结果证明用于确定适当R2反应器操作条件以生产性能燃料的核心原理。实际的操作参数将根据进料流而变化。柴油燃料遵循与汽油范围反应相同的基本化学和热力学原理。

操作参数(温度、压力、空速)的控制可以直接影响在催化低聚单元中生产的分子的范围和系列。温度直接影响在低聚期间发生的裂化的水平。升高的温度引起更多的裂化发生，这将导致生产更小的分子。较低温度将生产较长链的分子，因为它们较少裂化，同时仍发生偶联。

对于柴油范围生产优选高压，因为较高的气体浓度将允许更多的机会用于偶联。局部地，更多的分子将在高压下占据给定的区域，允许在给定的时间框内发生更多的反应。改变压力将对产物的沸点具有直接影响，因为更大的压力将产生更长的分子。然而，由于高压而引起的更多反应将显著增加放热，因此需要以使裂化最小化的产生速率去除能量。

同样的情况适用于空速，其中增加的空速在催化剂上得到较短持续时间的停留时间，但每秒更多的反应也将增加温度。在高空速下可以减少链增长，但以增加的放热为代价。因此，适当的热管理可以动态地控制产物构成、分布和最终沸点，同时改变压力和空速。

商业意义

LG2F方法和系统允许中游或精炼生产性能等级燃料，其定制以满足搁浅的轻质烃不能接近传统的燃料供应链的区域中不断变化的工业性能标准。尽管乙烷的体积BTU值较高，但在不存在乙烷市场的情况下，US NGL市场目前通过销售乙烷作为天然气而排斥了约407,000 BPD的乙烷(总NGL产量的约10%)。

消除“乙烷排斥”模式开启了从NGL和流线生产更成本有效的汽油和柴油燃料的机会，否则这些气体将被搁浅、关闭或燃烧甲烷气体储备。LG2F还提供了将乙烷、丙烷和丁烷+化合物升级至性能等级燃料值的低成本途径。将汽油和柴油生产为燃料性能标准降低了不必要的物流成本，并允许燃料通过现有的成品燃料供应链进入市场。

LG2F热烯化反应(R1)与化学反应(R2)和再循环回路一起可以独立使用，并且可以基于原料组成和期望的终产物可互换地定制，以生产汽油混合料和/或柴油燃料混合料。所述方法是灵活的，以允许建立反应器操作条件，以生产期望的共混物组分和组成特征，以满足燃料性能要求(例如，对于汽油辛烷值的芳族化合物，对于柴油性能的十六烷值)。反应的副产物可以包括甲烷和氢气。

汽油和柴油燃料反应的定制效果包括多种因素，包括产物的最终沸点截断、产物的较低截断，这两者都基于任何给定进料流的操作条件。其它因素包括C6芳族化合物的%m/m、在汽油中使用的C5的% m/m (RVP指数)、十六烷值、芳族化合物的%和C18+化合物的%等。

LG2F方法的主要特征是以性能等级燃料产物为目标。本发明用于为特定目的定制方法和操作条件，而不是不加区别地生产无规烃流。例如，当以汽油为目标时，C4和C5化合物通常具有比优选的C6-C12化合物更高的蒸气压和更低的辛烷值，因此目标燃料中C4/C5化合物的浓度太高将导致低等级不合格燃料。类似地，具有多于50%的芳族化合物的高性能汽油，尽管辛烷值高，但对于环境排放可能是不期望的。所述方法的又其它用户可能优选在受约束的市场中生产非常高浓度的芳族化合物，仅用作与其它过剩组分的混合料(例如在精炼时共混成最终燃料之前)。在又一个实例中，过量苯的存在也可能对一些燃料规格具有操作限制。柴油燃料需要高比例的具有相对高十六烷值的C9-C16化合物；柴油还需要存在较少的低熔点化合物。因此，本发明为用户提供了多种方法技术和选择性，以配置催化操作条件来满足预期的性能等级产物结果。

LG2F的任选的特征是生产C

应当理解，LG2F方法可以包括R1和R2两者的分开的多次重复变化，其可能需要多于单个再循环回路用于最佳操作。例如，R2可以分成两个或更多个反应顺序，在操作之间和之后具有一些形式的分离。分离废气可以独立地和在彼此不同的位置合并或再循环。

LG2F产物

LG2F方法将C2-5烷烃转化为构成更高价值C

然而，这不意味着参考材料必须包括所述范围内的每种化合物。因此，如本文所用，提供鉴定为范围(例如C4-12)的燃料产物的LG2F方法的参考包括含有该范围内的所有烃的产物以及少于该范围内的所有烃(例如1种或4种烃)的产物两者。类似地，例如关于包括C2-5烷烃的烷烃进料流的范围的参考是具有C2-C5烷烃中的一种或多种的进料流的参考。

所述方法配置利用再循环回路来生产特定范围的(例如C

汽油混合料

在一个方面，定制LG2F方法以生产汽油混合料，如前述讨论中所举例说明的。如本文所用，术语“汽油混合料”是指包含具有4-12个碳的正链烷烃、异链烷烃、环链烷烃、烯烃和芳族化合物的制剂。本发明的汽油混合料优选具有5-12个碳，更优选包含6-11或7-10个碳。汽油混合料通常还具有支链烷烃和具有6-11个碳，优选7-10个碳的芳烃。在优选的实施方案中，LG2F方法产生含有至少约65%的C5-10支链烷烃和至少25%的C7-9芳烃化合物的产物。以下实例进一步证明根据C2-5进料流和期望的一种或多种终产物来定制LG2F方法的能力。

表8-典型的汽油组成

虽然在本发明中描述为LG2F产物的汽油混合料可以包含不同的化合物，但是来自本发明的化合物输出不是随机不加区别的。这尤其通过选择C2-5烷烃进料流、操作参数和在R1和R2反应器之间的再循环如本文所述实现。高性能汽油的生产需要遵守汽油等级产物的最小性能条件设定。LG2F方法生产例如包括以下的燃料组成和混合料：

在一个实施方案中，汽油化合物的研究法辛烷值(RON)≥95，不含乙醇，其蒸气压(RVP)≥9 psi但≤13.5 psi，芳族化合物含量≤50% m/m，且苯含量低于1.30% (v/v)，且最终沸点＜225℃。

在一个实施方案中，汽油化合物＞95 RON，不含乙醇，其蒸气压≥9 psi但≤13.5psi，芳族化合物含量＜55% m/m，且苯含量低于1.30% (v/v)，且最终沸点＜225℃。

在一个实施方案中，汽油化合物≥91 [使用R + M/2]，不含乙醇，其蒸气压≥9psi但≤13.5 psi，芳族化合物含量≥35% m/m，且苯含量低于1.30% (v/v)，且最终沸点＜225℃。

在一个实施方案中，汽油化合物≥89 [使用R + M/2]，不含乙醇，其蒸气压≥9psi但≤13.5 psi，芳族化合物含量≤35% m/m，且苯含量低于1.30% (v/v)，且最终沸点＜225℃。

在一个实施方案中，汽油化合物≥87 [使用R + M/2]，不含乙醇，其蒸气压≥9psi但≤13.5 psi，芳族化合物含量≤30% m/m，且苯含量低于1.30% (v/v)，且最终沸点＜225℃。

在一个实施方案中，汽油化合物≥84 [使用R + M/2]，不含乙醇，其蒸气压≥9psi但≤15.0 psi，芳族化合物含量≤25% m/m，且苯含量低于1.30% (v/v)，硫含量低于0.008% (M/M)，且最终沸点＜225℃。

C2-5烃转化为C6-8芳族化合物

在一个实施方案中，通过分离催化R2反应以将C

C2-5烃转化为C7-8芳族化合物

在另一个实施方案中，通过分离催化R2反应以将C

C2-5烃转化为C8芳族化合物

在一个实施方案中，通过分离催化R2反应以将C

C2-5烃转化为C7-9芳族化合物

在一个实施方案中，通过分离催化R2反应以将C

C2-5烃转化为异辛烷

生产高辛烷值汽油混合料的一种专门的技术是以截短的方式使用LG2F，通过将催化R2化学反应的操作条件设定为期望的产物流的目标上限温度。将低于目标沸点下限的所有轻质烃气体再循环，产生期望范围的产物。该技术允许生产简单窄带的期望的烃，其对于特定LG2F生产设施的燃料共混方法可能特别有价值。

任选性的一个这样的实例以异丁烷为目标，异丁烷是通常用于向汽油共混物中增加蒸气压(RVP)的高辛烷值化合物，而且还用作任何传统链烷烃烷基化方法的原料。催化R2化学反应有利于支链链烷烃的生产，这减少生产在异丁烷的任一侧上沸腾的正链烷烃的可能性。因此，作为定制的LG2F R2反应的结果，可以使用高压分离容器来分离异丁烷(C

在类似的实例中，本发明中的LG2F R1热烯化反应器的目标可以是由任何C3-C5轻质气体烷烃生产C

在一个组合的实例中，LG2F R1热烯化反应可以使用任何C3-C5烷烃气体处理以生产C3-C5烯烃。可以提取≤C3的流并通过R2处理(任选加入另外的轻质烯烃流)，如上所述，目标是生产异丁烷或异丁烯。可以通过液体-蒸气分离来捕获来自R1反应的任何C6+副产物，用于过剩的汽油或再利用。该定制的配置导致输入链烷烃烷基化所需的关键进料流。

柴油混合料

柴油燃料具有若干关键的性能特性，其取决于燃料的化学组成。柴油燃料通常包含正链烷烃、异链烷烃、环链烷烃和芳族化合物，其方式以满足燃料的关键性能要求。例如，在柴油发动机中，十六烷值是在燃料喷射时压缩点火的速度以及在燃烧室中燃烧燃料的质量的度量。因此，高性能柴油燃料优选总十六烷值指数值(使用ASTM D613)为至少40和高达60。

此外，在柴油燃料中也高度期望硫含量非常低，以消除腐蚀性磨损并防止发动机排放控制系统问题。喷气燃料和柴油燃料，两者都衍生自中间馏出物，共享许多共同的特征。参见图7和图8。然而，ASTM国际燃料规格要求基于不同性能的燃料测试结果，其影响十六烷值、润滑性、粘度、低温流动性、硫含量、热值等。性能要求是决定生产期望的燃料的组成和操作要求的。

通常，C

表8-C9+正链烷烃化合物具有最高十六烷值

然而，尽管C14+正链烷烃具有高十六烷值，但它们的熔点高于低的环境温度。参见表10。专门的倾点、浊点和冷过滤器堵塞测试通常要求减少中间馏出物中的较重的正链烷烃化合物(通常通过脱蜡)以改进柴油燃料的冷流动性和可操作性。此外，与芳族化合物相比，正链烷烃具有较低的体积热值(btu/gal)。

表10-C14+正链烷烃化合物熔点

与依赖于C

表11-C10+芳族化合物十六烷值

因此期望能够生产主要含有高十六烷值组分(例如C

烯烃也是R1和R2反应的产物，并且在柴油燃料混合料中起关键作用。C

表12

这些变化的因素和燃料需求要求柴油燃料的组成具有灵活性。在一个方面，定制LG2F方法以生产柴油混合料。如本文所用，术语“柴油混合料”是指包含具有9-24个碳的正链烷烃、异链烷烃、环链烷烃、烯烃和芳族化合物的制剂。柴油混合料优选具有10-20个碳，优选具有小于35重量%的芳烃，且更优选小于30重量%。以下讨论进一步证明根据C2-5进料流和一种或多种期望的柴油产物来定制LG2F方法的能力。

通过分离LG2F R2化学反应以将富含C

例如，一个实施方案通过设定操作条件以生产高达正十六烷值的沸点上限(例如295℃)的烃并将沸点刚好高于C

表13-以C9-20链烷烃、烯烃和芳族化合物为目标

在一个实施方案中，定制LG2F方法以生产窄范围的C9-C14的高十六烷值链烷烃，具有很少的低熔点化合物，从而使脱蜡的任何需要最小化。由于其启动速度、清洁燃烧和低温流动性，该产物是期望的柴油燃料混合料。

实例-柴油混合料

该相同的完全再循环的LG2F方法可以在生产用作中间馏出物、船用燃料、喷气燃料或用于柴油燃料混合料的任何目标范围(例如C

在一种实施方案中，R2进料流包含≥60% m/m乙烯，并在刚好高于活化能下经历高压、低温催化反应，以允许对反应另外的热力学控制。该实施方案利用集成的冷却/稀释机制和/或去活化剂以使放热反应最小化。

在一种实施方案中，R2进料流包含≥40% m/m乙烯和≥10%丙烯，并在刚好高于活化能下经历高压、低温催化反应，以允许对反应另外的热力学控制。该实施方案利用集成的冷却/稀释机制和/或去活化剂以使放热反应最小化。

在一种实施方案中，R2进料流包含≥50% m/m的任何C2/C3烯烃，并在刚好高于活化能下经历高压、低温催化反应，以允许对反应另外的热力学控制。该实施方案利用集成的冷却/稀释机制和/或去活化剂以使放热反应最小化。

在一种实施方案中，R2进料流包含≥50% m/m的任何C3/C4烯烃，并在刚好高于活化能下经历高压、低温催化反应，以允许对反应另外的热力学控制。该实施方案利用集成的冷却/稀释机制和/或去活化剂以使放热反应最小化。

在一种实施方案中，R2进料流包含≥50% m/m的任何C3-C5烯烃，并在刚好高于活化能下经历高压、低温催化反应，以允许对反应另外的热力学控制。该实施方案利用集成的冷却/稀释机制和/或去活化剂以使放热反应最小化。

副产物

在所有LG2F实施方案中，过量的甲烷和氢气是热烯化反应的副产物。由于甲烷和氢气对LG2F方法是非反应性的，对它们在轻质烃气体进料流中的存在没有限制。

LG2F方法将生产不同量的甲烷(例如5-20%)，取决于操作和经济选择，其可以特别在远程操作位置用作方法燃料，或者为了信用作为干燥气体返回管道或精炼厂。根据C

如果作为副产物再利用，特别是在精炼和石油化学应用中，则生产的H

中间馏出物-R2

低压/高压催化反应

LG2F催化反应顺序还可以配置成组合低压和高压反应顺序，以将来自热烯化反应的轻质烯烃气体(例如，C

在一个这样的实施方案中，R1热烯化反应在高温(例如高于700℃)下接收富含烷烃的C

在R2和预热交换器的下游利用压缩机以将气相流出物压缩到相分离闪蒸罐中，由此捕获冷凝的液体，分离或清除甲烷和氢气，并将C

类似于前述两反应(R1和R2)顺序，对于两个R2低聚反应(本文描述为R2和R2L)也存在可接受的配置，以低压和高压配置串联操作用于增加的分子浓度，从而改进目标燃料的较长链反应。

R1进料流类似地包含指示的C2-C5轻质烷烃组分，其使得所述方法具有生产性。将这些烷烃与未反应或在下游形成的再循环的轻质烷烃合并。然后将合并的进料在热交换器(E-100)中用从R1排出的再循环的气体预热，然后进料至热烯化反应器(R1)。R1具有类似于先前实施方案的操作条件，其中该高温反应在600-1100℃和0-1500 psig之间进行。R1的产物由适合下一反应重复的热脱氢的烯烃组成。反应器的出口具有与E-100集成的热，如在先前的热交换期间所述。预期在交叉交换之后，在进入催化低聚反应器(R2)之前，需要进一步冷却该流。E-101将进一步冷却该流至用于R2的合适操作温度和压力。R2操作以使进入的烯烃组分大部分二聚、三聚和四聚，以生产在高压下可部分冷凝的流。

然后将R2流出物与来自最终闪蒸罐(D-101)下游的再循环流合并。来自C-100的抽吸头应足以使压缩气体从下游罐返回，否则可能需要另外的压缩。然后将该合并的流压缩到导致C3+组分的一些初始液化的压力(200-1000 psig)，然后在冷却器(E-102)中进一步液化。应当理解，可以发生进一步的热整合以逐渐预热进入第一反应器的进料，因为压缩后温度将显著增加。使用闪蒸分离器(D-100)去除任何蒸气状轻质烷烃，其可以由R1进一步处理。将主要含有乙烷、丙烷、甲烷和氢气的轻质烷烃流进料至压缩机(C-101)，以确保通过再循环回路的一致流动。C-101根据操作条件可以是不必要的，并且该高压气体可以具有足够的压头以在用阀降低之前独立地通过回路。将C-101的出口引入分离器(S-100)，在此它可以被简单地清除或通过一个或多个膜以去除甲烷和氢气副产物。在质量去除之后，第一再循环回路然后进料返回该方法的上游。

D-100的高压液体作为液体泵送(P-100)到非常高的压力(＞1000 psig)以减轻对昂贵的非常高压力的压缩的需要。将该非常高压力的液体进料至第三反应器(R2L)，在其中将液体汽化并进一步低聚成重质分子量组分。可能需要加热的膨胀室R2L前以确保适当汽化。在该压力下的重质分子量产物生产将导致第三反应器的大部分冷凝的流向下流动。然后将离开第三反应器的该重质分子量流在E-103中冷却，在那里将其进一步冷却/液化到适合于蒸气/液体分离的温度。D-101分离可能含有一些中等范围烯烃组分的未液化的气体。无论烷烃/烯烃组成如何，将D-101的塔顶物进料至上游以再压缩、冷却和分离。任何下游的C2或更低的再循环的副产物将随后通过初始再循环回路再循环。最后，从D-101回收液体流，其类似于通过用于非常高的压力和高浓度低聚的三反应器压力摇摆方法生产的柴油或汽油范围产物。在相关实施方案中，可以在R1热烯化反应器中处理包含约70%的乙烷气体的来源以主要生产乙烯，然后在R2中在低压下以快速停留时间处理该乙烯，以从富含烯烃的进料流中产生二聚体、三聚体和四聚体。然后将离开的轻质气体裂化用于再循环，而剩余的C4+液体(低等级天然汽油产物)可以用于下一处理步骤。在该实例中，来自低压反应的R2液体流出物可以任选地用作比乙烷更高价值的成品，或者它可以作为高浓度的加压液体在R2

在类似的实施方案中，将低价值乙烷/丙烷混合物在R1中处理，并且本发明的相同选项和特征导致C

在另一个实施方案中，串联进行的两个R2反应器可以在与R1热烯化相同的压力下操作，具有中间分离轻质气体。这将增加气态流中氢气和甲烷的浓度，用于更容易膜分离或减少来自清除的产率损失。然后，在第二R2催化反应器中产生的副产物可以直接再循环到R1中，而不去除未反应的氢气和甲烷，因为它们在流组成中是不显著的。

在环境独特的实施方案中，R2气相反应的改变可以作为非常高压力的液相或超临界相反应(＞500 psig)进行，以甚至进一步增加其浓度超过高压气体的浓度。

在配置上，LG2F系统还可以与多个R1热烯化反应和单个R2催化反应一起操作。从第一R1至第二R1的逐步升高和降低温度将给出对烯烃产物分布的更多选择性控制，并且还用于限制单个R1反应器系统的重质焦化。

另一个实施方案是LG2F方法，其为多阶段R1配置和具有低压/高压选择性的多阶段R2催化反应，以生产更优化的产物分布和产率。本文所体现的这些两步、三步和四步LG2F反应器设计允许由富含烷烃的轻质气体可互换地生产C4-C12汽油混合料和/或C9-C16+柴油混合料。

LG2F方法条件容易地可转化为切换处理方法，其提供了独特的能力以根据不断变化的市场条件来调节关键运输燃料的生产。LG2F方法的一个特别的特征是选择在一组操作条件下生产汽油混合料和/或在不同组的(R2)反应器操作条件下切换为生产中间馏出物混合料。根据在精炼设备处通常可获得的下游处理的可获得性，可以使用独特的切割来定制方法切换的时机，以消除对混合料的任何蒸馏的需要。

在一个实施方案中，所述方法仅设计用于生产具有高十六烷值和净热值的中间馏出物等级产物混合料。在不同的实施方案中，所述方法仅设计用于生产较高辛烷值汽油混合料。在又一个实施方案中，将所述方法设定为在一个周期期间生产较高辛烷值汽油混合料，然后在另一个周期内切换和重新配置以生产中间馏出物混合料。在又一个实施方案中，将所述方法设定为生产全范围(例如C

虽然在本发明中描述为LG2F的产物的柴油混合料可以包含不同的化合物，但是目标性能等级柴油燃料可以通过进料特性、催化剂选择和操作条件来定制，以实现柴油等级产物的最小性能条件设定。

在一种实施方案中，柴油燃料产物的十六烷值≥40，其中芳族化合物含量≤35%m/m，浊点和低温流动性令人满意，在60℃下的润滑性≤520微米，并且在90%点下的蒸馏温度≤338℃。

在一种实施方案中，柴油燃料产物的十六烷值≥50，其中芳族化合物含量≤35%m/m，浊点和低温流动性令人满意，在60℃下的润滑性≤520微米，并且在90%点下的蒸馏温度≤338℃。

在一种实施方案中，柴油燃料产物的十六烷值≥55，其中芳族化合物含量≤35%m/m，浊点和低温流动性令人满意，在60℃下的润滑性≤520微米，并且在90%点下的蒸馏温度≤338℃。

LG2F方法的另一个区别特征是C9+馏出物产物的组成和性能特性不需要加氢步骤。然而，一些定制的燃料应用可能偏爱更多的链烷烃组成，在这种情况下，包括加氢反应作为任选的实施方案。

LG2F方法在处理C2-C5轻质气体时还提供宽范围的模块配置(例如，以消除苯或提高辛烷值或提高能量密度或提高燃烧净热或降低蒸气压)，这允许定制操作条件，导致汽油混合料的特定组成。在一个实施方案中，规定具有再循环的LG2F R1+R2反应仅生产在85℃(高于苯)到至多200℃之间的沸点范围的C7-C10脂族烃和芳烃。这导致不含苯的良好平衡的高辛烷值汽油混合料。在另一个实施方案中，规定具有再循环的LG2F R1+R2反应生产C5-C10脂族化合物(有利于链烷烃和烯烃)而基本上不含芳族化合物。这导致较低辛烷值混合料，但具有较高的体积产率。在另一个实施方案中，规定LG2F R1+R2反应主要生产C7-C10高辛烷值芳族化合物，仅具有少量含量的脂族烃。这导致在不存在苯的情况下高辛烷值汽油混合料和高能量密度。

在设计来自C2-C5轻质气体流的定制的烃产物流中的该模块功能是本发明的主要特征。该定制可以适用于调节不断变化的市场条件和位置套利机会。LG2F R1和R2反应器可以独立地或以集成的方式操作。一旦对于给定的产物规格评价原料组成的理想温度、压力和反应时间，则可以在R2反应中使用任何可获得来源的烯烃。产物高(最终)沸点由R2操作条件规定，并且产物低(初始)沸点由闪蒸罐切割点设定，这消除了对蒸馏的任何需要。

LG2F方法的另一方面是能够将所述方法与提供可以用作LG2F方法的进料的C2-5烃来源的另一方法组合。在也由申请人拥有的共同未决申请US序号16/242,465中描述了该其它方法。该其它方法称为提高燃料经济性的方法或“I2FE”。该组合方法在图10中呈现。

I2FE方法可以设计为消耗少量的氢气以维持金属催化剂的寿命。根据设计配置，如果这两种方法一起使用，来自LG2F的氢气副产物可以抵消在I2FE中消耗的专用氢。根据商业操作的需要，两个单元的设计可以平衡和优化为天然氢或氢的净生产者。

在该组合实施方案中，LG2F方法使用热烯化(R1)，随后是在具有再循环回路的单床或多床反应器配置中多次重复的酸催化的裂化、低聚和/或环化反应(R2)，将特别是来自I2FE方法的清洁轻质气体化合物(C

该LG2F发明的另一个实施方案在具有再循环回路的单床或多床反应器配置中仅使用热烯化和多次重复的酸催化的低聚、环化和裂化反应，在具有或不具有重整器废气下，将特别是来自I2FE方法的清洁轻质气体化合物(C

该LG2F发明的另一个实施方案在单床或多床反应器配置以及再循环回路中使用热裂化(R1)和多次反复的酸催化的反应(R2)，将特别是来自I2FE方法的清洁轻质气体化合物(C

LG2F方法还可用于在催化反应器(R2)中处理的C2-C5烯烃的其它来源。例如，包括C

参考图11，显示基本的LG2F方法。然而，通过将C2-5烯烃进料首先引导至R2催化反应器，绕过热烯化反应器并直接进入在具有再循环回路的单床或多床反应器配置中的多次反复的酸催化的反应中，增大了所述方法。如前所述处理该进料流以产生C6+燃料等级混合料。然后将来自催化方法的轻质气体(通常含有C

作为烯烃气体的处理的说明，在图12中所示的C

该LG2F发明的另一个实施方案接收来自催化裂化方法的副产物轻质气体(通常含有C

前述方法是使用烯烃进料的一系列方法的实例，进一步包括以下：

● 首先通过LG2F化学反应(R2)，随后是重新开始热烯化的再循环回路和导致更高的液体汽油产率的化学反应回路，将离开催化裂化单元的C

● 将主要具有烯烃化合物的C

● 将主要具有烯烃化合物的C

该轻质气体转化为运输燃料的另一个主要特征是选择性减少苯，这使得所得产物对于汽油共混是优异的，因为对用于燃料的苯的规格限制低。在存在通过液体-蒸气分离从R1热烯化流出物中提取的不需要的过剩的富含苯的C6+芳族化合物的情况下，LG2F的附加特征是将来自R1反应的轻质烯烃化合物(例如C2-C3)与过剩的C6+芳族化合物合并成简单的低温酸催化的反应以产生烷基苯。参见图13。该处理将通过亲电取代将苯转化为生产性汽油等级混合料，其遵守汽油规格中对于高辛烷值芳族化合物的现有限制。该方法可以利用氯化铝和氯化氢催化剂。该方法将进一步提高汽油混合料的价值。

脱蜡

本发明的另一方面是将链烷烃化合物从C

催化脱蜡通常是指从中间到重质馏出物烃流中选择性去除C

传统的脱蜡单元的配置不同，但最经常分为两类：单床或双床反应器。配置的选择取决于加氢处理整合到脱蜡催化体系中的优选性。入口流具有较高浓度的硫和氮，这将使贵金属催化剂失活。因此，通常在使催化剂脱蜡之前整合加氢处理床以确保性能的最小劣化。

传统的脱蜡方法

传统的精炼脱蜡催化剂是镍基或铂基选择性沸石，其是分子筛催化剂。通过控制孔径，这些方法控制进入催化活性位点的分子的类型。特别是，设定孔径以允许正链烷烃化合物而不允许异链烷烃化合物(0.6 nm)。传统的加氢处理催化剂通常使用Ni/Mo金属组合来进行氮和硫基化合物的加氢。这些催化剂的配置取决于脱蜡单元中所需的保护水平。如果催化剂中毒低于正常水平，则可以使用在脱蜡床上方具有保护床的单个反应器。然而，如果中毒成问题，则单独的加氢处理床将有益于维持的催化剂寿命。典型的单床和双床催化剂之间的比较示于表14中。

表14

传统的脱蜡方法需要在两个催化床之间分离，其中一个催化床进行加氢处理，而另一个催化床选择性裂化正链烷烃化合物。贵金属催化剂表现出太高的硫化氢和氨中毒的风险，因此在脱蜡之前去除这些气体。然而，基础金属催化剂缺乏使烃流有效脱蜡所需的活性并且需要更大的效用成本。

本发明利用独特的、低苛刻度的方法，使用具有同时加氢处理进料流的能力的专门的沸石催化剂，加氢裂化C

尽管在附图和前面的描述中已经详细地说明和描述了本发明，但是这些被认为在特性上是说明性的而不是限制性的，应当理解，仅显示和描述了优选的实施方案，并且期望保护落入由所附权利要求限定的本发明的精神内的所有改变、等同物和修改。